阿基米德原理自述

1、阿基米德原理是什麼

1、1定義

浸入靜止流體(氣體或液體)中的物體受到一個浮力，其大小等於該物體所排開的流體重量，方向垂直向上並通過所排開流體的形心。

1、2公式

1、公式

F浮=G排=ρ塗·g·V排

單位:F浮——N

ρ塗——千克/米3

g%%——牛頓/千克

V排——米3

2、推導阿基米德原理：

根據浮力產生原因，上下表而的壓力差:

以邊長為a的正方形鐵塊為例，沉沒水中時水深h。上表面壓強p1=ρg(h-a)， 壓強等於液體密度乘以g乘以深度，水總的深度是h，下表面壓強p2=ρgh 水中正方體高a，正方體上表面距離水面h-a

F浮=a^2 p2-a^2 p1 浮力等於下表面壓力減去上表面壓力，壓力等於壓強乘以受力面積

=a^2[ρgh-ρg(h-a)] 正方體底面積是邊長的平方a^2

=a^2ρga

=a^3ρg

=Vρg

鐵塊體積就是排開水的體積。

1、3浮力的有關因素

浮力只與ρ液，V排有關

與ρ物(G物)，h深和V物無直接關係。

1、4阿基米德被發現的故事

歷史阿基米德發現的浮力原理，奠定了流體靜力學的基礎。傳說希倫王召見阿基米德，讓他鑑定純金王冠是否摻假。

他冥思苦想多日，在跨進澡盆洗澡時，從看見水面上升得到啟示，作出了關於浮體問題的重大發現，並通過王冠排出的水量解決了國王的疑問。

在著名的《論浮體》一書中，他按照各種固體的形狀和比重的變化來確定其浮於水中的位置，並且詳細闡述和總結了後來聞名於世的阿基米德原理：放在液體中的物體受到向上的浮力，其大小等於物體所排開的液體重量。從此使人們對物體的沉浮有了科學的認識。

2、阿基米德原理的適用範圍

2、1適用範圍

適用於液體和氣體。阿基米德原理適用於全部或部分浸入靜止流體的物體，要求物體下表面必須與流體接觸。

如果物體的下表面並未全部同流體接觸，例如，被水浸沒的橋墩、插入海底的沉船、打入湖底的樁子等，在這類情況下，此時水的作用力並不等於原理中所規定的力。

如果水相對於物體有明顯的流動，此原理也不適用。魚在水中游動，由於周圍的水受到擾動，用阿基米德原理算出的力只是部分值。這些情形要考慮流體動力學的效應。水翼船受到遠大於浮力的舉力就是動力學效應，所循規律與靜力學有所不同。

2、2應用例項

1、氣球

阿基米德原理可用於解釋氣球的上升機理：充滿輕氣體的氣球的自重小於它所排開的空氣的重量(浮力)。

2、液體比重計

對部分浸入液體的比重計，它所受到的浮力：F=W=γV 。式中W為比重計的重量，V為浸入液體的體積γ為液體的比重。若已知W和V，可確定比重γ。

3、排水量

Vmax=m船/ρ水由ρ=1，得 Vmax=m船/1簡寫: V=m即體積常數等於質量常數，合稱排水量。

4、積雲對流

阿基米德靜浮力可使積雲對流得以發展，在穩定層結大氣中可以產生重力內波。

浸入液體裡的物體受到向上的浮力，浮力的大小等於它排開的液體受到的重力，這就是著名的阿基米德原理.阿基米德原理公式表示如下：F浮 =G排=ρ液 gV排 浮力大小隻與ρ液、V排有關浮力的大小隻與液體的密度、排開液體的體積有關，而與物體浸入液體的深度沒有關係.阿基米德原理不僅適用於所有液體，而且也廣泛地適用在一切氣體中..對於浸入液體的物體，只要知道ρ液、V排，我們就能求出浮力，阿基米德原理是計算浮力最普遍適用的規律． 物體排開的液體的體積V排是指物體浸在液體中的那部分體積，它與物體的體積 V物是不同的.當一個物體完全浸沒在液體中時，V排=V物，物體部分浸入液體中時，V排＜V物，在具體問題中，應該具體地區分它們，不能混淆.根據F浮=ρ液 gV排可知，浮力的大小隻與液體的密度、排開液體的體積有關，而與物體浸入液體的深度沒有關係.阿基米德原理不僅適用於所有液體，而且也廣泛地適用在一切氣體中.